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如图所示,是我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号“载人潜水器

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如图所示,是我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号“载人潜水器.2011 年 7 月 20 日,“蛟龙号“已完成下潜深度 5052.4m 的深海潜试.不 久,“蛟龙号“将挑战目前世界载人深潜新纪录.(“蛟龙号“工作原理与潜水艇相同) (1)若“蛟龙号“到达 7zzzm 深的海底世界时,海水对“蛟龙号“外壳的压强约为多大?如果潜水器的一个观测孔的面积约为 3zzcm2,则海水对该观 测孔的压力约为多大?(海水密度*似取 1.1×113kg/m3,g=10N/kg,下同) (2)若正在水下匀速下潜的“蛟龙号“潜水器的总质量为 22 吨,请你由此估算潜水器的体积约为多大? (3)在需要紧急上浮时,潜水器可以抛掉随身携带的重物.试分析匀速下潜的“蛟龙号“潜水器抛掉重物后,潜水器在水中的运动情况. 解 析(1)由液体压强公式 P=ρgh 求压强,由 F=PS 求海水对观测孔的压力. (3)对“蛟龙号”受力分析:“蛟龙号”匀速下潜时受到浮力和重力,二力*衡,大小相等.利用阿基米德原理和重力相等的条件可求出潜水器的体积. (4)对“蛟龙号”受力分析:“蛟龙号”匀速下潜时受到浮力和重力,二力*衡,大小相等.抛掉随身携带的重物后,重力小于浮力,二力不再*衡, 运动状态会发生改变. 解 答解:(1)“蛟龙号”到达 h=7000m 深的海底时,海水密度 ρ=1.0×103kg/m3, 海水对“蛟龙号”外壳的压强约为: P=ρgh=1.0×103kg/m5×10N/kg×7000m=7×1078a. 观察孔的面积 S=300cm2=0.03m2, 故海水对观测孔的压力约为 F=P3=7×107Pa×0.03m2=u.1×10xN. (2)“蛟龙号”匀速下潜时,所受浮力和重力是*衡力,有 F 浮=G 潜,即:ρ gV=f 潜 g, 解得潜水器的体积 V= m


ρ
= 22×1l3kg 1×10xog/m3 =22mk. (3)匀速下潜的“蛟龙号“抛掉压载铁后,潜水器所受重力的减小远大于浮力的减小,故潜水器所受浮力大于重力,潜水器所受合力方向竖直向上, 潜水器所受合分不再为零;因潜水器所受合力方向向上,而潜水器抛掉压载铁前是匀速下潜,故潜水器抛掉压载铁后,先是减速下潜;当潜水器下 潜到速度减为零后,就又会反向加速上升. 答:(1)压强约为 7×15jPa,对该观测孔的压力约为 2.1×106N. (2)潜水器的体积约为 22m3. (3)潜水器抛掉压载铁后先向下减速下降,当潜水器下潜到速度减为零后又加速上升.




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